工業(yè)自動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)方法_董麗麗

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1、1998年2月石油儀器第12卷第1期·工業(yè)自動(dòng)化·工業(yè)自動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)方法董麗麗王曉萍(西安建筑科技大學(xué))(西安石油勘探儀器總廠)董麗麗王曉萍:工業(yè)自動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)方法,石油儀器,1998,12(1),44～46。摘要微機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中。隨著軟件開發(fā)平臺(tái)的不斷推出,軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)在工業(yè)自動(dòng)控制中占據(jù)越來越重要的位置。文章在總結(jié)開發(fā)工業(yè)自動(dòng)控制軟件系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,提出了一套切實(shí)可行的軟件設(shè)計(jì)思想和方法。使用這種方法設(shè)計(jì)的軟件具有美觀的用戶界面、可靠的軟件性能以及合理的資源使用等優(yōu)點(diǎn)。文章著重說明了微機(jī)顯示及接

2、口軟件的標(biāo)準(zhǔn)功能和設(shè)計(jì)方法。主題詞自動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)中斷控制用戶界面計(jì)算機(jī)應(yīng)用作者介紹董麗麗講師,1960年生,1983年畢業(yè)于西北大學(xué)計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè),1992年赴日本研修1年,現(xiàn)在西安建筑科技大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化系自動(dòng)化專業(yè)任教。郵編:7100541系統(tǒng)總貌顯示前言這是系統(tǒng)中最高一層的顯示,主要用于顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和被控對象最主要的信息。系統(tǒng)總貌顯示在工業(yè)控制中,微機(jī)控制分為上位機(jī)和下位機(jī)。為操作員提供操作手段和人機(jī)對話的方式,使操作下位機(jī)一般以單片機(jī)作為CPU芯片,其功能主要為員在總貌顯示下能夠?qū)@示切換到感興趣的功能或接收上位

3、機(jī)命令、控制狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳送等控制回路。四個(gè)方面。隨著微機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,目前很多工業(yè)控制系統(tǒng)用PC機(jī)或工作站作為上位機(jī)。上位機(jī)的作用主要是向下位機(jī)發(fā)出各種控制命令和反饋顯示各種控制狀態(tài)。眾多的軟件開發(fā)平臺(tái)和工具軟件,使上位機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟件具有優(yōu)越的性能和良好的用戶界面。在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中,由于微機(jī)技術(shù)的引入,軟件設(shè)計(jì)占具越來越重要的地位,軟件設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和功能的實(shí)現(xiàn)。圖1工業(yè)控制軟件框圖2分類顯示功能工業(yè)控制軟件的標(biāo)準(zhǔn)功能以分組形式在顯示器上顯示各個(gè)控制點(diǎn)的模擬量、閉環(huán)回路、順序控制器和手動(dòng)或自動(dòng)

4、控制狀態(tài)工業(yè)控制軟件主要由以下幾個(gè)部分組成,如圖等。分組顯示的目的是為操作員提供某個(gè)相關(guān)部分1所示。的詳細(xì)信息,便于操作員監(jiān)視和控制調(diào)節(jié)。在分組系統(tǒng)初始化需進(jìn)行如下工作:開辟各全局變量顯示時(shí),操作員應(yīng)能進(jìn)行以下操作:所需要的內(nèi)存區(qū)域;接管鍵盤中斷;接管鼠標(biāo)中斷;1.調(diào)節(jié)給定按照顯示器的狀態(tài),調(diào)節(jié)給定較接管時(shí)鐘中斷。正確的控制參數(shù);2.控制方式的切換;第12卷第1期董麗麗等:工業(yè)自動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)方法·45·3.手動(dòng)/自動(dòng)方式的輸出調(diào)節(jié);顯示幾天乃至幾個(gè)月的控制趨勢。由于這種顯4.啟動(dòng)和停止某個(gè)控制開關(guān);示數(shù)據(jù)量較大,因此將數(shù)據(jù)以文件

5、形式存放在磁盤5.顯示某個(gè)控制回路的詳細(xì)信息。內(nèi)。以上每一部分可以設(shè)計(jì)成一個(gè)較直觀的模擬表6控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理盤,顯示出各種狀態(tài)信息,如操作許可、工作標(biāo)記、指工業(yè)控制系統(tǒng)軟件要求其通信能力具有可靠性針、報(bào)警狀態(tài)、上下限、設(shè)定值和測量值等。和實(shí)時(shí)性。可靠性要求軟件具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力,3回路顯示功能即當(dāng)接收的參數(shù)或數(shù)據(jù)不正確時(shí),系統(tǒng)能作出妥善工業(yè)控制系統(tǒng)具有回路顯示功能。從分類顯示處理。實(shí)時(shí)性要求能盡快地判斷出接收到的數(shù)據(jù)的功能進(jìn)入回路顯示,顯示內(nèi)容包括該回路的三個(gè)相來源,并作出相應(yīng)的反饋處理,為達(dá)到以上要求,控關(guān)值(給定值、測量值、

6、控制輸出值)的數(shù)值和跟蹤曲制系統(tǒng)應(yīng)盡量采用簡煉的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線,還應(yīng)提供回路的控制參數(shù)。在回路顯示功能中,操作員應(yīng)能完成下列操作:改變控制參數(shù);改變控制內(nèi)存分配與中斷控制輸出;改變控制方式;修改回路參數(shù)。在工業(yè)控制系統(tǒng)中,受控對象的每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)1內(nèi)存分配對應(yīng)于一個(gè)記錄,記錄的內(nèi)容包括節(jié)點(diǎn)名、漢字名根據(jù)上文所述的控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能,為了便稱、度量單位、上下限和報(bào)警優(yōu)先級(jí)等,并且允許操于程序模塊化設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)資源共享,必須合理地規(guī)作員改變記錄的內(nèi)容。劃分配內(nèi)存。4報(bào)警功能一般將內(nèi)存分為參數(shù)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的重要功能之一是

7、能夠?qū)Ω魇芸卮娣挪杉臄?shù)據(jù),以供處理程序使用。參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)對象的控制節(jié)點(diǎn)異?，F(xiàn)象發(fā)出報(bào)警信號(hào)并記錄報(bào)警是各程序和功能模塊的信息庫,也是各模塊之間信狀態(tài),以有助于分析報(bào)警原因。引發(fā)報(bào)警的原因很息交換的媒介,它為所有程序所共享。參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)多,如一個(gè)模擬量信號(hào)超出正常的操作范圍就會(huì)引主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容:發(fā)報(bào)警。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將各受控對象的報(bào)警狀態(tài)按1.系統(tǒng)狀態(tài)標(biāo)志優(yōu)先級(jí)排序。報(bào)警功能一般設(shè)計(jì)兩種功能:包括系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及各種狀態(tài)下所需的鍵碼1.強(qiáng)制報(bào)警顯示值、顯示標(biāo)志、系統(tǒng)各受控對象的上下限參數(shù)和故障不論控制系統(tǒng)運(yùn)行在何種狀態(tài),一旦發(fā)生報(bào)

8、警,信息等。則立即將屏幕顯示切換為顯示報(bào)警狀態(tài)信息。2.系統(tǒng)常數(shù)區(qū)2.報(bào)警記錄表包括整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中所需的各種換碼表格、量在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警記錄表,保存近期若干綱系數(shù)、程序標(biāo)志等不在線修改的參數(shù)。個(gè)報(bào)警記錄,每項(xiàng)記錄包括報(bào)警時(shí)間、受控對象名、3.測